路基是公路的基础,是按照设计要求的高度、宽度用土、石构筑的带形构造物。路基的强度和稳定性,不仅要通过设计予以保证,而且还要通过施工得以实现。施工质量和速度涉及到一条公路的质量优劣、工期长短和效益的高低。本文提出在高寒地区不良路段修筑路基如何应用融前填筑法,提出融前填筑法应该注意的几个技术问题。
【关键词】融前填筑法,高寒地区,不良路段,修筑路基
内蒙古自治区兴安盟在修筑路基时,一些公路必须在永冻层、塔头地、涎流冰或稻田地中不良地质条件通过时,需要处理软土路基,施工难度大,往往受到工期的制约。兴安盟的工程技术人员对这些不良地质条件地区的路基如何设计和修筑取得了许多成功经验。其中之一是融前填筑法。
一、 融前填筑法的概念
融前填筑法是在地基春季没有融化前(解冻)就进行分层(每层30厘米)填筑,严格控制压实度,使软基与填料接触处填料的密实度达到97%以上,靠路基的自重及行车作用,使路基随着原土基的融化而整体沉降,待路基稳定后继续其他工序的施工。这种方法是在因为地质条件不良,在正常季节里施工工期无法保证或施工难度太大时所采取的一种施工方法。
二、具体施工方法
举例说明:
(一) 2001年,兴安盟建堃公路工程公司在国道111线1447公里900米~1448公里400米段进行路基施工,此段属山前淤积地带,地势平缓,是一块稻田地。地质情况为表层为0.6米腐殖土,0.6~3.6米为淤泥质亚泥土,3.6米以下为砂砾。属特殊地质不良地段,原设计为80厘米砂砾隔离层,每侧设2米护坡道。
如直接用清淤法施工,必须等到土基完全融化后才能开始施工,该路段淤泥层过厚,清除淤泥量较大,淤泥层含水量也很大,此施工方案工期无法保证,无法实施。如用滚填法施工,必须等到土基完全融化后才能开始施工,第一层填筑必须达50厘米以上,否则,施工设备无法正常操作,压实度也不能够达到要求,容易对原有土基造成破坏而产生不均匀沉降。工程质量无法保证,而且工期同样无法保证。经工程技术人员反复研究,采用融前填筑法施工,克服了以上两种方法的缺陷。在地基春季没有融化前(解冻),分层(每层30厘米)填筑,严格控制压实度,使软基与填料接触处填料的密实度达到97%以上,靠路基的自重及行车作用,使路基随着原土基的融化而整体沉降,待路基稳定后继续施工。
时间选在4月初,地表才开始解冻,全部清除地面的杂质,并进行粗略整平。施工材料的选择为大块碎石(粒径在8~15厘米),放在底层起稳定及隔离淤泥的作用,要求材料含土量在5%以内。路基填料采用天然级配砂砾,最大粒径不大于5厘米,且小于0.074毫米的颗粒含量不大于3%。
实践证明,融前填筑法解决了在路基施工中其他方法难以解决的难题,在软土基尚在冻结时施工,使路基整体均匀地在土壤解冻和融化中沉降,路基高度0.8~1.0米,路基整体在淤泥层上沉降均匀,不产生变形和位移。
2004年,兴安盟建堃公路工程公司承担交通部的科研项目-《北方地区高性能沥青混凝土路面裂缝成因及预防的研究》一基层材料类型对反射裂缝影响及预防措施时对这段路进行裂缝调查,裂缝比其它路段少11道。另一方面,融前填筑法施工方便易行、经济,在500米路段内减少了工程成本1.5万元,(2001年的工程造价)因为提前施工,增加了有效工期45天。到2004年,路基仍然稳定,除正常的反射裂缝和温缩裂缝外,没有其他病害。
(二)2002年,国道111线兴安盟音德尔支线全长17.91公里,二级公路标准,路基有300米在稻田和鱼塘附近穿过。一是处理这一段软土层的难度大,二是也无法保证工期。工程技术人员在四月初,土基刚一化冻,备好含土量<10%的山皮碎石,扫清现场作业面,用大型推土机将路基表面层融化淤泥清除至冻层。集中运输车辆,快速将山皮碎石运到现场,各道工序衔接迅速、紧密,做到快清底、快回填、快碾压的三快相结合,使作业面第一层(厚30厘米)铺开。
然后将路基作业面两侧用挖掘机顺路方向挖掘两条排水沟,以保证公路基底融化水下渗,顺排水沟方向排除,路基顶面用较好的碎石粘土封顶。由于在土基没有化冻时填筑路基,施工速度快,路基很快按要求高度、压实度完成,随着土基解冻,随均匀下沉。粒料有棱角、嵌挤力大,起到了骨架的作用,具有很好的强度,碾压后形成一个板体,增加了承载力。到2012年,此路经过10个冻融期的考验,路基稳定,路面平整,使用状况良好,没有出现坑槽、沉陷、车辙等病害。
三、结语
采用融前填筑法进行路基施工要保证做好以下几个关键问题:
(一)时间的选择
在地表刚开始解冻能够进行清表时即可,施工方便。
(二)材料的选择
施工材料选择粒径在8~15厘米的大块碎石放在底层起稳定及隔离淤泥的作用,含土量要控制在5%以内;第二层以上填料采用天然级配砂砾或碎石,最大粒径不大于5厘米,且小于0.074毫米的颗粒含量不大于3%。
(三)压实度的要求
要保证压实度达到97%以上,否则,路基的质量会有问题,影响整个工程质量。
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